Пиролизная печь

.,Ю, 1778 союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 5 С 100 9/20 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕ НТ СССР) ЕТЕ итут и, стон- итута звестной печини пребцвани ья в змеевике ва, его низкая щаяся пониж ье, что в итогеодительности Недостатдлительностьмолекулярногварительногов нем,сопровлопередачейк снижению и является я высокодля пред- текучесть енной тепприводит печи. ком и врем о сыр нагре ождаю на сы роизв ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Таллиннский политехнический инсИнженерный центр охраны природыского научно-исследовательского инслесного хозяйства и охраны природы(56) Патент ФранцииЬ 1586252, кл, С 10 6 9/20, 1970.Авторское свидетельство СССРМ 1313864, кл. С 10 6 9/20, 1985,Изобретение относится к пиролиэу углеводородного сырья, в частности к трубчатым печам пиролиза, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленностями для получения 1- олефинов и н-парафинов.Известна пиролизная печь для разложения углеводородного сырья, склонного к коксообразованию, включающая соединенные последовательно конвективный змеевик, сепаратор и радиантнцй змеевик. Печь снабжена установленной между конвективным змеевиком и сепаратором дополни- тельной трубой, конец которой расположен снаружи трубы конвективного змеевика и снабжен патрубком для подачи защитного агента,(54) ПИРОЛИЗНАЯ ПЕЧЬ(57) Использование: пиролиэ углеводородного сырья для получения 2-олефинов и нпарафинов. Сущность изобретения: печь включает обогреваемую камеру с работающими снизу вверх реакционными трубами (РТ), размещенными по оси камеры, и объемными раздающим и собирающим коллекторами (К). Дополнительный К установлен для подачи газа в РТ и снабжен патрубками (П). Входные концы РТ введены в К с зазором от П, равным 9-11 мм. Соотношение внутренних диаметров П и РТ составляет 0,6-0,8. 3 ил. Наиболее близким техническим решением к заявленному является пиролиэная печь, включающая радиантную камеру с горелками на боковых стенах и реакционными трубами (РТ), размещенными по оси камеры и объединенными раздающим и собирающим коллекторами. Установленный параллельно раздающему коллектору дополнительный коллектор предназначен дляа подачи пара в РТ и снабжен трубами с кони- с ческими соплами, каждая из которых установлена соосно внутри входного участка РТ, О выполненной в виде усеченного конуса с большим основанием в месте присоедине аай ния РТ к раздающему коллектору.Недостаток известной печи для пироли- (Л за парогаэовых смесей заключается в том, что она не обеспечивает высокую эффективность процесса и достаточную длительность рабочего пробега печи, Это объясняется тем, что сама сущность процессе, несмотря на его прохождение при довольно высокой температуре, обеспечивающей большее совершенство деструкции углеводородов, создает предпосылки для возникновениялены в раздающий коллектор, составляет 0,6-0,8, а расстояние между концами патрубков и РТ - 9-11 мм.Проходящий через патрубки средства подачи газа в РТ поток газа с высокой ско ростью, не менее 15 м/с втекает в РТ и, всасывая жидкое сырье, транспортирует его через РТ, в которых образуется стабильный восходящий двухфазный поток. В РТ происходит интенсивная теплопередача от горя чих стенок труб к быстродвижущейся тонкой пленке сырья, Скорость нагрева пленки от 150 С до 500-550 С очень велика, причем масса сырья нагревается равномерно, т,к, происходит ее нагрев потоком газа 55 и с внутренней стороны. В РТ начинает происходить интенсивная деструкция высших углеводородов, а выделяемые пары продуктов низших углеводородов (продуктов разложения) потоком газа выносятся из зоны реакций .коксообразования, Общеизвестная плохая теплопередача на вещества в гаэофазном состоянии послужит причиной медленного и неравномерного нагревания потока парогазовой смеси в РТ, а также возможного перегрева близких к стенкам РТ слоев потока, причиняющего в них коксообразование,Конструктивное исполнение узла подвода пара, выполняющего по существу функции парового инжектора, обеспечивает лишь равномерное распределение образовавшихся коксовых отложений по всем РТ, не изменяя условий коксообраэования в действительности, В итоге длительность рабочего пробега печи увеличивается лишь незначительно, оставаясь по-прежнему низким.Нельзя упустить, что наслоившийся на стенках РТ кокс резко снижает теплопередачу, и для обеспечения необходимого ее количества придется повысить температуру РТ, означающее возможность их прогорания вместо закоксовывания.Цель изобретения - повышение эффективности пиролиза и увеличение длительности рабочего пробега печи путем пиролиэа сырья в восходящей пленке.Поставленная цель достигается тем, что в пиролизной печи, включающей обогреваемую камеру, установленные по ее оси РТ, объединенные раздающим и собирающим коллекторами, и средство подачи газообразного агента в РТ, выполненное в виде объединенных коллектором и проходящихчерез стенку раздающего коллектора патрубков, каждый из которых установлен соосно РТ, согласно изобретению, соотношение внутренних диаметров патрубков и РТ, входные концы которых заглуб 5 1015 2025303540 реакции. Большая интенсивность разложения сырья и мгновенный вывод продуктов . пиролиза иэ зоны реакции предотвращает коксообразование в РТ и гарантируют стабильность фракционного состава продуктов пиролиэа,На фиг,1 представлен общий вид печи, вертикальный разрез; на фиг.2 - узел на фиг.1; на фиг,3 - разрез А-А на фиг.1.Пиролиэная печь содержит образованную боковой стенкой 1, потолочным 2 и подовым 3 перекрытиями обогреваемую камеру 4, соединенную через прорези 5 подового перекрытия с размещенной в нижней части печи радиантной камерой 6, в газоходе 7 которого установлена горелка 8. Камера 4 соединена дымоходом 9 с размещенной в стороне от ее верхней части камерой с конвективной секцией (не показаны) нагрева сырья. По оси камеры 4 круглообразно, в один ряд, вертикально и параллельно друг к другу размещены РТ 10, объединенные через размещенные плотно и беэ зазора в потолочном перекрытии 2 каплеотбойники 11 с собирающим коллектором 12, размещенным вне камеры 4 над потолочным перекрытием. Нижние, входные концы РТ за глублен ы в полость объединенного их раздающего коллектора 13, который соединен с секцией нагрева сырья, Параллельно коллектору 13 размещено средство подачи газообразного агента в РТ, выполненное в виде объединенных коллектором 14 и проходящих герметично через стенку коллектора 13 патрубков 15, диаметр которых меньше диаметра РТ. Соотношение внутренних диаметров патрубков 15(б) и РТ(0) выбирается составляющим 0,6-0,8. В коллекторе 13 патрубки 15 размещены с зазором, предпочтительно 9-11 мм, от входных концов РТ, с образованием всасывающих узлов. Коллекторы 13 и 14 размещены по оси камеры 4 на подовом перекрытии 3.Пиролизная трубчатая печь работает следующим образом.Сырье (жидкая масса твердого углеводородного сырья, расплавы полиэтилена или его отходов в парафине или высших фракций продуктов пиролиэа) подают в конвективную секцию (не показана) нагрева сырья, где за счет тепла отходящих дымовых газов массу сырья нагревают до 150"С, после чего ее направляют в раздающий коллектор 13, из которого она распределяется по РТ 10, Поступающий из коллектора 14 циркулирующий инертный гаэ (углекислый гаэ, азот и т.п,) при 450-475 С проходит патрубки 15 и с высокой скоростью не менее 15 м/с втекает в РТ и, всасывая жидкое сырье, транспортирует его через РТ, в кото 1778145рых образуется стабильный восходящий двухфазный поток в виде тонкой пленки сырья на внутренних стенках РТ и потока газа.В РТ тонкая, со средней толщиной 5 2-4 мм пленка сырья моментально нагревается до 500-550 С в результате чего происходит пиролиз сырья, Поступающий из РТ пирогаэ после его разделения в капле-отбойниках 11 от возможных капель жидкого 10 . сырья направляют в коллектор 12, а из него в конденсационную систему для конденсации паров продуктов пиролиза,Продукты сгорания топливного газа в горелке 8 - дымовые газы - отдают тепло 15 реагирующей в РТ пленке и на предварительный нагрев жидкого сырья. Затем через дымовую трубу (не показана) их выбрасывают в атмосферу,При испытаниях на опытной установке 20 (печь предлагаемой конструкции с 6 РТ диаметром 0=30 мм им высотой 3 м) был осуществлен пиролиз отходов полиэтилена и бензиновой фракции (пределы кипения 90- 145 ОС). В случае обоего сырья поддержива лась температура пиролиза 525 С. В пределах заявленных численных данных конструкции печи достигнутая производительность составляла соответственно 25- 27 г/ч и 30 г/ч на см боковой поверхности 30 РТ, а сумма получаемых низших олефинов - практически 100 мас4. Просмотр печи после 300 и 500 часовой непрерывной работы соответственно подтвердил также практическое отсутствие в РТ коксовых отложений, 35 максимальная толщина которых во всех трубах не превышала 0,2 мм,Таким образом, выполнение РТ заглубленными входными концами в раздающий коллектор и выбор соотношения внутренних диаметров патрубков и РТ, а также расстояния между их концами соответствующими заявленным значениям приводит к созданию условий максимально эффективного проведению пиролиза. Отсутствие условий для прохождения реакции коксообразования, обеспечивающее снижение толщины коксовых отложений на внутренней поверхности РТ примерно в 10 раз приводит к значительному увеличению рабочего пробега печи.формула изобретенияПиролизная печь, включающая обогреваемую камеру, установленные по ее оси реакционные трубы, соединенные раздающим и собирающим коллекторами, и средство подачи газообразного агента в реакционные трубы, выполненное в виде обьединенных коллектором и проходящих через стенку раздающего коллектора патрубков, каждый из которых установлен соосно с реакционными трубами, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности пиролиза и увеличения длительности рабочего пробега печи путем пиролиза сырья в восходящей пленке, соотношение внутренних диаметров и реакционных труб, входные концы которых заглублены в раздающий коллектор, составляет 0,6-0,8, а расстояние между концами патрубков и реакционных труб - 9-11 мм,-А г Кор р С.Пекарт актор каз 4163 Тираж Подписн ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5иям при ГКНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 оставител ехред М,М